專利名稱：螺釘頭部凹口推進部及相應(yīng)的推進工具和凹口沖頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及螺釘頭部凹口推進部及能夠與螺釘?shù)穆葆旑^部凹口推進部接合的相應(yīng)推進工具或螺絲刀。
背景技術(shù)：
用于所有類型的小型螺釘(特別是用于定制的尺寸范圍從約0. 4mm到約2. Omm 的薄斷面頭部高度產(chǎn)品)的推進系統(tǒng)一般用于特殊目的的應(yīng)用。在這種應(yīng)用中，螺釘?shù)穆?紋和頭部高度是定制的，設(shè)計成滿足接頭中的特殊質(zhì)量和功能要求。例如，當(dāng)螺釘頭部高 度的設(shè)計薄于諸如日本相機行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JCIS)、美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(ANSI)、德國標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會 (DIN)或國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)時，則需要更深的凹口深度以達到并傳遞接頭 中更高的扭矩。另一個實例是當(dāng)用形成具有最普遍扭矩的螺釘?shù)穆菁y來組裝接頭時，凹口 推進部(recess drive)和推進工具(driver tool)需要在這種應(yīng)用的安裝過程中承受和 傳遞更高的扭矩。但是，目前傳統(tǒng)的推進凹口和/或推進工具不適合于安裝的質(zhì)量和功能需求都滿 足的情況以及小型產(chǎn)品和過程應(yīng)用的額外可靠性和特點的情況。所需要的一些典型的功能 需求包括對自動化組裝方案的適應(yīng)性；更高的螺絲刀耐用周期；組裝過程中凸輪不脫離 螺絲刀；凹口和螺絲刀中的高扭矩傳遞；抗回火特性；尺寸選擇的可變性；超薄頭部高度在 小型螺釘上的應(yīng)用；高失效扭矩；無推進粘性配合；或消除凹口脫模。但是，如上所述，傳統(tǒng)的推進系統(tǒng)不能完全滿足以上列出的功能需求中的所有或 一些需求。例如，一些已經(jīng)公開的以前的螺釘頭部凹口包括美國專利第6，253，649號、美國 專利第4，084，478號、美國專利第4，202，244號、美國專利第5，120，173號和美國專利第 5，137，407號。這些以前的螺釘頭部凹口構(gòu)形已經(jīng)應(yīng)用并且在許多國家用作待形成在一些 類型的螺釘頭部中的“凹口 ”，并且如今在世界范圍推廣。盡管這些以前的螺釘頭部凹口推 進部依靠其交叉的凹口提供了可靠的扭矩傳遞，并且螺絲刀適當(dāng)且牢固地適配在凹口中， 由此提高了緊固或拆卸螺釘時的操作效率，但還是已經(jīng)出現(xiàn)了某些問題，特別是涉及電氣 裝置生產(chǎn)的方面，其中，生產(chǎn)商正在向使其產(chǎn)品小型化方向發(fā)展，這對要設(shè)計的緊固件尺寸 有直接影響，這些緊固件要求具有特殊質(zhì)量、功能性和可靠性以滿足高于目前行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 應(yīng)用需要。這種失效典型地出現(xiàn)在尺寸范圍從約0. 4mm到約2. Omm的產(chǎn)品上。大多數(shù)的傳統(tǒng)螺釘設(shè)計有例如約0. 20mm的極低頭部高度。這種低的頭部高度在 許多應(yīng)用中不能提供足夠的凹口深度來傳遞足夠的扭矩。這些應(yīng)用中的傳統(tǒng)螺釘具有不滿 足行業(yè)中的功能需求的功能限制。因此，現(xiàn)有技術(shù)中存在解決與現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)的問題的凹 口推進螺釘頭部和相應(yīng)的推進裝置的需求。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，公開了具有凹口頭部的螺釘和相應(yīng)的螺絲刀，其中，該頭 部具有用于接收來自螺絲刀的扭矩的多個小葉片狀凹口槽。根據(jù)實施例，公開了一種緊固件，包括頭部，該頭部具有頂表面和軸線；以及推進部，該推進部由與頭部的軸線對中的小葉片狀凹口限定，該凹口由置于頭部的頂表面上、徑向排列并與頭部的軸線對稱布置的 多個凹口槽形成，每個槽包括第一壁、第二壁以及底表面和凹口側(cè)壁，第一壁和第二壁具有 彼此相對的部分，并具有恒定的曲率半徑，凹口側(cè)壁具有豎直布置并從頭部頂表面延伸至 凹口最深點且與凹口底表面匯合的的表面；底表面的另一端相繼鄰接第一壁、第二壁和側(cè) 壁，并平滑地形成槽的壁。在實施例中，多個通道中，每個槽的第一壁與鄰近槽的第二壁連續(xù)且平滑地形成 壁。凹口側(cè)壁的表面基本與推進頭部的頂表面垂直。凹口側(cè)壁的表面可相對于推進頭部的 頂表面逐漸變窄。在緊固件中，頭部可以設(shè)置成限定頭部半徑的基本圓形形狀。頭部的頂 表面可基本為平的。多個槽凹口可包括4個槽凹口。緊固件還可包括從緊固件的凹口側(cè)壁 到頭部側(cè)壁的頭部與釘桿材料的比率，該比率布置為使斷裂扭矩最大。頭部與釘桿材料的 比率可至少為1 1。凹口具有凹口深度，并且緊固件具有頭部高度，其中，頭部高度小于凹 口深度。頭部高度可在0. Imm與凹口深度的范圍內(nèi)。頭部高度可在0.2mm的范圍內(nèi)且凹口 深度為0. 28mm。緊固件可包括在0. 4mm到2. Omm范圍內(nèi)的大徑，以及在0. 28mm到0. 80mm 范圍內(nèi)的相應(yīng)凹口深度。第一壁和第二壁可為內(nèi)葉片，并且凹口側(cè)壁為外葉片。第一和第 二內(nèi)葉片壁的半徑可以與凹口側(cè)外葉片壁的半徑相等。在本發(fā)明的另一方面，公開了用于操作緊固件的產(chǎn)生扭矩的推進工具，該工具包 括手柄；以及具有第一端和第二端的釘桿，釘桿的第一端連接至手柄，并且釘桿的第二端 具有在尺寸和形狀上基本與緊固件的所述頭部的四個凹口通道互補的截面特征，以便于和 緊固件的凹口推進部匹配接合。在實施例中，推進工具設(shè)置成在與緊固件的凹口推進部接 合時具有零度推進角度。在本發(fā)明的另一方面，公開了用于制造緊固件的凹口沖頭，該凹口沖頭包括沖頭 夾具；以及具有第一端和第二端的沖頭銷，沖頭銷的第一端具有在尺寸和形狀上與緊固件 頭部的凹口推進部基本互補的截面特征，以便將凹口沖入緊固件的頭部，以制造緊固件的 凹口推進部。在實施例中，沖頭銷的第二端與沖頭夾具形成一體。在另一個實施例中，沖頭 夾具具有用于接收沖頭銷的接收孔，其中，沖頭銷通過接收孔可滑動地與沖頭夾具接合。


為了完全理解本發(fā)明并易于將本發(fā)明付諸于實踐，現(xiàn)在將通過本發(fā)明的非限制性 實例的最適合實施例描述本發(fā)明，該描述參照圖進行。附圖中圖IA和IB示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的螺釘頭部的頂部透視圖；圖2A至2D，其中，圖2A示出了圖IA中螺釘?shù)膫?cè)向橫截面圖，圖2B示出了圖2A 中螺釘頭部的頂部透視圖，圖2C和圖2D是分別沿根據(jù)本發(fā)明實施例的圖2B中的線A-A和 B-B截取的橫截面圖；圖3A至3F，其中，圖3A示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的推進工具的側(cè)部透視圖，圖3B 示出了從線B-B截取的推進工具的一部分的放大視圖，圖3C示出了沿線B-B截取的圖3A 中推進工具的橫截面圖，圖3D至3F示出了沿A-A和B-B截取的根據(jù)本發(fā)明實施例的橫截 面圖4A至4B，其中，圖4A示出了最優(yōu)利用圖3A中推進工具且與其側(cè)部透視圖接合 的圖2A中螺釘?shù)臋M截面圖，圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的從箭頭方向看且沿線A-A截 取的推進工具的橫截面圖；圖5A至5F，其中，圖5A和5B分別示出了凹口沖頭的頂部和側(cè)部透視圖，圖5C和5E示出了沖頭夾具的頂部和側(cè)部透視圖，圖5D示出了沖頭銷的透視圖，并且圖5F示出了根 據(jù)本發(fā)明實施例的組裝后的沖頭銷和夾具；圖6A至6D，其中，圖6A和6B分別示出了 “NO GO”的透視圖和橫截面圖，并且圖 6C和6D分別示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的“GO”的透視圖和橫截面圖；圖7A至7C，圖7A示出了錐形凹口推進部的頂部透視圖，并且圖7B示出了底部透 視圖，圖7C示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的錐形凹口推進部和螺釘頭部的頂部和底部視圖的
組合；圖8A至8E，其中，圖8A示出了圖7A中螺釘?shù)膫?cè)部橫截面圖，圖8B示出了圖7A中 螺釘頭部的頂部透視圖，圖8C和8D為分別沿圖8B中的線A-A和B-B截取的橫截面圖，并 且圖8E示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的各凹口槽彎曲部的內(nèi)壁和外壁的三維視圖；圖9A至9B，其中，圖9A示出了最優(yōu)利用圖IOA的推進工具且與其側(cè)部透視圖接合 的圖8A中螺釘?shù)臋M截面圖，圖9B示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的從箭頭方向看且沿線A-A截 取的推進工具的橫截面圖；圖IOA至IOH示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的推進工具的側(cè)部透視圖；圖IlA至IlB分別示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的凹口沖頭的側(cè)部和頂部透視圖；并 且圖12A至12B分別示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的凹口規(guī)的側(cè)部和頂部透視圖。
具體實施例方式以下公開了根據(jù)本發(fā)明的螺釘頭部中的螺釘頭部凹口的實施例。另外，還公開了 與凹口配合的相應(yīng)推進工具或螺絲刀。螺釘頭部中的凹口適于傳遞高扭矩，適合自動化組 裝，且具有高螺絲刀循環(huán)以及高失效扭矩公差。凹進的螺釘頭部和相應(yīng)的螺絲刀被描述為 具有不同的側(cè)壁構(gòu)形。如圖1至6所示，示出且描述的一個實施例為具有直壁構(gòu)形的小葉 片狀凹口推進部實施例。如圖7至12所示，示出且描述的另一個實施例為具有錐形壁構(gòu)形 的小葉片狀凹口推進部實施例。在這些實施例中，如圖IA所示，頂表面16的基本幾何形狀和構(gòu)形相同。但是，這 些實施例中的凹口形狀具有造型且適于傳遞高扭矩，同時還為凹口和螺絲刀提供具有非粘 著特性的較大橫截面面積，其中外部和內(nèi)部葉片是平滑成形或具有造型曲線而不具有任何 尖銳邊緣，這消除了推進部對螺絲刀的粘著，因此提供了正確的接合。頂表面的基本幾何形 狀和構(gòu)形相同。所描述的錐形和非錐形形狀仍然適于傳送更強的扭矩并為凹口和螺絲刀提 供具有非粘著特性的較大的橫截面面積，從而提供正確的接合。相對于具有直壁的推進部， 錐形推進部實施例在具有較深凹口深度(例如0. 28mm)的超低輪廓頭部高度(例如0. 2mm) 的應(yīng)用中的應(yīng)用提供可行性。因為制造工具、硬模、量規(guī)等的成本可以保持低于傳統(tǒng)應(yīng)用， 所以該構(gòu)形降低了產(chǎn)品制造的成本。另外，該構(gòu)形有助于減小凹口中材料折疊的可能性，并 改進螺絲刀接觸以及使接合最大化。而且，對于該構(gòu)形，即使在最小和最大材料情況用于產(chǎn)品頭部高度和/或凹口深度時，高頭部與釘桿材料的比率也保持具有1 1的最小比率，這 保證了螺釘頭部推進部的質(zhì)量和耐用性。如圖2A和8A所示，頭部與釘桿材料的配給量限 定為從凹口側(cè)壁到緊固件的頭部側(cè)壁的比率，以使斷裂扭矩最大。而且，該構(gòu)形增加并延長 了螺絲刀壽命。
而具有直壁的小葉片狀凹口推進部具有能夠適用高拉伸材料系列以及定制鋼的 附加特性。將理解可以選擇多種用于螺釘?shù)牟牧?，例如低碳鋼、不銹鋼300和/或400系列、 鋁、黃銅、鈦、其它特殊的高拉伸材料、根據(jù)規(guī)格和應(yīng)用的其它材料以及類似材料。在圖1至6中示出，具有形成在螺釘頭部頂部中的直壁的小葉片狀凹口推進部14 包括中心區(qū)域20，該中心區(qū)域具有從所述中心區(qū)域徑向延伸且連續(xù)的4個小葉片狀凹槽24 或槽。這些凹槽朝向螺釘頭部的底部更深地延伸直到點62，該點對于圖2A和8A所示的兩 種類型實施例分別被定義為有效凹口深度56和156，凹口形成錐線26并在凹口底部的中 心點28處匯合。具體地，各槽由內(nèi)葉片44、外葉片48和凹口底部28限定。第一壁彎曲至 位于兩個弧之間的徑向端點，并且端點相對于中心點彼此相距90度。隨著豎直的內(nèi)葉片延 伸至端點，由各槽的豎直內(nèi)葉片44限定的第一壁平滑地同等彎曲。類似地，外豎直葉片48 限定了每個槽的第二壁，也平滑地彎曲并向外延伸以匯合并連接第一壁的端點。當(dāng)公稱尺 寸應(yīng)用于基本的結(jié)構(gòu)圓時，第一和第二壁22的半徑相等。頭部的頂表面優(yōu)選為平的或圓形 的，并且各槽的底表面逐漸變細，并在槽的共同端點28處匯合。將理解，具有直壁構(gòu)形的小葉片狀凹口作為選擇可具有抗回火特性、螺絲刀的軸 向自動插入、全槽和半槽特征的組合方面的轉(zhuǎn)變能力和適應(yīng)性，這為設(shè)計者提供了有競爭 力的優(yōu)勢，即不限制客戶需求以及工具、模具和量規(guī)的制造。參照圖IA和1B，具有直壁構(gòu)形的螺釘凹口小葉片狀凹口推進部的基本幾何形狀 以3排中的9個相同的圓(cl至c9)構(gòu)造，其中3個圓水平布置，3個圓垂直布置。內(nèi)圓42 的中心點形成分別具有半徑rl、r2、r3、r4的內(nèi)葉片44，并且形成外葉片48的外圓46的中 心點具有R1、R2、R3和R4并連接點P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7和P8。內(nèi)葉片44以下述方式 構(gòu)成rl連接Pl和P2，r2連接P3和P4，r3連接P5和P6，并且r4連接P7和P8。在該實施例中，外葉片48以下述方式構(gòu)成R1連接P8和Pl，R2連接P2和P3，R3 連接P4和P5，R4連接P6和P7。圓50是凹口的大徑，同時圓50也是內(nèi)切圓的凹口的小徑， 并且圓42是凹口的小徑。點28是凹口推進部的中心點。各葉片間的角度相隔90度。參照圖2A至2D，作為根據(jù)本發(fā)明實施例的緊固件10包括頭部12和傳統(tǒng)的帶螺紋 的釘桿60 (圖中只示出了其一部分)，該釘桿的大徑52范圍從例如0. 4mm至2. Omm,并且凹 口深度56范圍從例如0. 28mm至0. 8mm,并且范圍上可進一步擴大，垂直連接至頭部12的底 側(cè)。圖2A示出了螺釘和緊固件，其具有由螺釘?shù)穆菁y或螺紋的大徑限定的尺寸52、具有相 對于螺釘?shù)念^部高度54、相對于釘桿尺寸58更深的凹口深度56。頭部與釘桿的比率保持 具有大于1 1的比率以使斷裂扭矩最大。如所指出的，頭部與釘桿材料比率被限定為凹 口側(cè)壁與緊固件的頭部側(cè)壁的比率，如圖2A和8A所示，以使斷裂扭矩最大。緊固件具有中 心軸線11。在圖2A中示出的實施例中，圓的且基本平的頭部12具有銑入具有中心點的頭 部12的頂表面16的4個凹口槽。螺釘頭部的圓形限定了頭部的半徑。凹口具有底側(cè)并由 布置在頭部的頂表面上的多個槽形成。在該實施例中，存在對稱布置在所述頭部的所述頂 表面上的4個槽，形成了凹口，如圖2B所示。內(nèi)、外葉片具有與點62的底側(cè)連接的豎直的直壁22，點62將被認為是有效的凹口深度。圖2C中示出了沿著從一個外葉片端至另一個 外葉片端截取的截面A-A，而圖2D示出了沿著從一個內(nèi)葉片最內(nèi)點至另一個內(nèi)葉片最內(nèi)點 截取的截面B-B。錐形點68具有120度的角度，從底部點62朝向端點28與內(nèi)、外葉片連 接。端點或中心點28相對于緊固件的頂表面16最深，且為測量凹口深度的測點。測點從 螺釘頭部16的頂部到最低點62。如圖8E示出的三維圖像的每個凹口槽彎曲部的內(nèi)、外豎 直壁22使得來自相應(yīng)的推進工具的扭矩被傳遞并應(yīng)用在螺釘?shù)陌惭b和拆卸兩個方向。將 理解，頂表面可具有除了平的或圓形以外的其它構(gòu)形，例如，分別為圓角的、凹的、凸的或類 似形狀，和/或矩形、六角形或類似形狀。在實施例中，各槽包括內(nèi)壁和外壁、底部尖角端，且槽從頭部的中心點徑向向外彎 曲。內(nèi)壁和外壁基本具有相對于底部點的“直壁”構(gòu)形和“錐形壁”構(gòu)形。在底部點處，內(nèi)壁 和外壁具有在標(biāo)稱材料情況下可以相等的恒定曲率半徑。即，隨著彎曲向端點延伸，內(nèi)壁的 表面可平滑地以規(guī)定的曲率半徑向內(nèi)彎曲。曲率半徑為在標(biāo)稱材料情況時相同的內(nèi)、外葉 片的半徑。外壁的表面以與延伸到端點并且在端點處聚合以與外葉片的表面匯合的彎曲相 同的曲率半徑平滑地向外彎曲。螺釘頭部推進凹口具有帶凹口的圓形直壁和布置在中心點 處的錐形壁表面。圓形直壁和錐形壁表面垂直布置在相對于頭部的頂表面的最深點處；并 且各槽的底表面從頭部的中心線性地升高至各槽的端點。頭部包括由多個(例如4個)小葉片狀槽組成的凹口，具有的幾何形狀消除了防 止粘著配合的尖銳邊緣和角部，并且還易于制造能夠經(jīng)受更長工具壽命的模具。槽在凹口 底部的中心點處匯合。具體地，各槽彎曲至位于兩個弧之間的徑向端點，并且端點相對于中 心點彼此相距90度。各槽的豎直內(nèi)葉片壁隨著向端點延伸而平滑地平均彎曲。同樣，各槽 的外葉片豎直壁也隨其向外延伸而平滑地向外彎曲，以匯合并接合內(nèi)壁的端點。當(dāng)公稱尺 寸應(yīng)用于基本結(jié)構(gòu)圓時，內(nèi)、外葉片壁的半徑相等。頭部的頂表面最好是平的或圓形的，并且頭部的底表面為平的或錐形的。具有直 壁和錐形壁的小葉片狀凹口推進部和具有互補推進頭部的推進工具操作時接觸。帶螺紋的 釘桿從頭部延伸，從而它們整體和垂直地連接。所述頭部在頂表面上有多個(4個)圓形凹 口槽并具有一個直的且錐形的豎直壁，該豎直壁在凹口的底部匯合并向共用的中心點徑向 彎曲。在實施例中，各圓形凹口槽向處在兩個弧之間的徑向端點彎曲，并且各凹口槽彼 此相距90度，這就在四個軸線上提供了四個圓形葉片。各槽的豎直外壁在其向端點延伸時 平滑地向外彎曲。內(nèi)壁也如此，并且內(nèi)、外葉片壁的半徑在公稱材料情況下相等，而其基于 基本圓直徑的最小和最大值將不同。在螺釘頭部頂部中形成的帶直壁的小葉片狀凹口推進部實施例包括中心區(qū)域，該中心區(qū)域具有從所述區(qū)域徑向延伸且連續(xù)的四個小葉片狀凹槽，以圍繞該中心區(qū)域。槽在 凹口底部的中心點匯合。具體地，各槽向處在兩個弧之間的徑向端點彎曲，并且各端點相對 于中心點相互隔開90度。各槽的豎直內(nèi)葉片隨內(nèi)葉片向端點延伸而平滑地同等彎曲。同 樣，各槽的豎直外葉片壁也隨著豎直外葉片向外延伸而平滑地向內(nèi)彎曲，以匯合并接合內(nèi) 葉片的端點。當(dāng)公稱尺寸應(yīng)用于基本結(jié)構(gòu)圓時，內(nèi)、外葉片壁的半徑相等。如前所述，頭部 的頂表面最好是平的或圓的，并且各槽的底表面逐漸變細并在槽的共用端點處匯合，不過 可以理解頂表面可能是其它形狀。這將以用戶規(guī)格和/或根據(jù)DIN、JCIS、ANSI、ISO等的標(biāo)準(zhǔn)頭部形狀為基準(zhǔn)。參見圖3A至3F，在圖3A中，推進工具80具有手柄82、釘桿84和互補的推進觸頭86。圖3B詳細示出了推進觸頭86以示出推進工具的作為螺絲刀頭部平端面的部位90。圖 3C為圖3A中所示的沿著B-B線截取的推進觸頭的橫截面圖。圖3E至3F為從圖3D中沿著 A-A線和B-B線截取的截面圖。產(chǎn)生扭矩的推進工具有在尺寸和形狀上基本與由多個凹入 的槽(如緊固件10頭部的四個凹口槽)形成的凹口互補的截面特征的釘桿。在釘桿插入 凹口時，釘桿以基本匹配的接合與凹口對準(zhǔn)。將理解，可選擇用于制造螺絲刀的多種材料作 為合適的材料，如硬質(zhì)合金、工具鋼、根據(jù)規(guī)格和用途的其它材料等。圖4A為圖2螺釘?shù)膰Ш贤七M10與圖3A的螺絲刀接合的截面圖，并示出了具有零 推進角度的直壁構(gòu)形的小葉片狀凹口推進。此構(gòu)形為裝配減小了推進時的徑向應(yīng)力并產(chǎn)生 高的扭矩傳遞。圖4B為沿圖4A中的A-A線截取的推進工具的截面圖，并示出了零角度時 的推進角觸點88和顯示零推進的螺絲刀與凹口的接合。參見圖5A至5F，圖5A至5B示出了具有圖5C至5F中所示的整體沖頭構(gòu)形100、 圖5D中所示的沖頭銷100和圖5E中的沖頭夾具112的凹口沖頭，圖5C為沖頭夾具的俯視 圖。圖5F為兩件沖頭110的完全裝配的沖頭銷和夾具。將理解，可以選擇多種材料作為合 適的材料來制造沖頭銷、夾具和沖頭構(gòu)形，如高速工具鋼M42、其它工具鋼、根據(jù)規(guī)格和用途 的其它材料等。同樣，沖頭銷也可以用與夾具相同的或其它合適的材料制造，例如，硬質(zhì)合 金、高速鋼M42等。圖6A至6D示出了 GO (過端)和NO GO (不過端)量規(guī)，以根據(jù)規(guī)格和所要求的公 差檢測凹口推進部，從而能夠保證小葉片狀凹口推進部的制造。NO GO (不過端)120元件以 圖6A中釘桿上的兩徑向槽122、124為標(biāo)志。圖6C的GO量規(guī)以釘桿本身上的一個徑向槽 為標(biāo)志。圖6B和圖6D為GO和NO GO量規(guī)的俯視圖。參見圖7A至7C，示出了帶錐形壁的小葉片狀凹口推進部實施例，并描述了帶錐形 壁的小葉片狀凹口推進部的外切構(gòu)形和幾何形狀。使用類似的參考標(biāo)號表示與之前實施例 中所述類似的特征。在圖7A至7C中，圖7A示出了錐形凹口推進部的頂表面構(gòu)形，而圖7B 示出了底部透視圖，圖7C示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的錐形凹口推進部和螺釘頭部的頂部 和底部視圖的結(jié)合。凹口推進部的凹口槽隨著其深入底部而逐漸變細132。具有形成于螺釘頭部頂部的錐形壁的小葉片狀凹口推進部包括中心區(qū)域，該中心 區(qū)域具有從所述區(qū)域徑向延伸并連續(xù)的四個小葉片狀凹槽，從而圍繞此中心區(qū)域，這樣每 個凹槽逐漸變細以朝向遠離中心區(qū)域的徑向方向布置的錐形底部減小各凹槽的寬度。各 凹槽由相互面對并傳遞扭矩的相對的側(cè)壁和錐形底部限定，錐形底部將側(cè)壁的外緣相互連 接。這種構(gòu)形能夠在具有極低頭部高度的螺釘中形成一個深的凹口，并能夠在沒加工成凸 形的情況下為接頭的裝配傳遞更大的扭矩。在圖8A至8E中，圖8A示出了帶錐形壁的小葉片狀凹口推進部實施例的凹口推進 部的截面積，其中側(cè)壁132相對于頂表面16逐漸變細約20度。在此構(gòu)形中，與圖2A相比， 圖8A示出了相對于更薄的頭部高度154且相對于螺釘尺寸152的釘桿尺寸158更深的凹 口深度156。在此構(gòu)形中，頭部與釘桿比率是不同的并得到改進。圖8B示出了頂部透視圖。 外葉片槽48自頂表面16以20度逐漸變細并在底部連接外葉片15，如圖8C所示。內(nèi)葉片 槽44自頂表面16以5度逐漸變細并在凹口的底部連接內(nèi)葉片17，并且進一步朝端點28錐形地逐漸變細，如圖8D所示。外、內(nèi)葉片槽以20度和5度逐漸變細的目的是使螺釘?shù)念^部 和釘桿區(qū)域的材料體積最大化，以具有更高的斷裂扭矩并具有在幾何形狀上均勻偏置的平 滑的錐形槽且易于制造工具、量規(guī)以及螺絲刀頭部。圖8E示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的各凹 口槽彎曲部的內(nèi)、外壁的三維視圖。圖9A至9B為圖8A中螺釘10和具有錐形壁132且與螺絲刀接合的凹口的截面圖， 其中凹口的深度突出至最大限度，達到螺釘10的釘桿，它不限制凹口推進部對帶有薄頭部 高度的螺釘?shù)膽?yīng)用，因此保持更高的斷裂扭矩。圖IOA至IOH示出了帶手柄82和釘桿84的推進工具80以及推進工具80的互補 的推進觸頭86。部位90有一個在凹口接合的錐形端部表面，以便為與圖8A的螺釘推進頭 部的接合和分離傳遞扭矩。圖IOE示出了推進工具的推進觸頭表面的底部透視圖。圖IOD 為沿圖IOA中B-B線截取的釘桿的截面。圖IOF和IOH為圖IOE中分別沿A-A和B-B線截 取的釘桿的截面。圖IlA和IlB示出了具有錐形表面的實心凹口沖頭200。
圖12A和12B示出了用于測量帶錐形部位的小葉片狀凹口推進部的透入深度的凹 口量規(guī)250，這對螺絲刀接合和扭矩傳遞很關(guān)鍵。公開的螺釘凹口推進部和相關(guān)工具對于制造來說容易又便宜，并為部件設(shè)計人員 提供了推進系統(tǒng)的寬范圍選擇，從而使其產(chǎn)品和使用性能最佳化。這里所述的實施例還帶 來更可靠的裝配并減少裝配時間。這包括帶多個葉片(如四個葉片)的小葉片狀凹口推進 部的推進系統(tǒng)，且為使螺絲刀與凹口的有效接合防止裝配時凹口和推進裝置卡住而具有零 推進角度。對于此構(gòu)形，降低了與螺釘接合的加工成凸輪形的推進工具的可能性。因此，得 到一種具有實現(xiàn)高的頭部斷裂扭矩的凹口深度和頭部高度的緊固件。盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的前述優(yōu)選的實施例，但本領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)理解在不 背離本發(fā)明的情況下，可以在設(shè)計或結(jié)構(gòu)的細節(jié)上進行許多改變或改進。
權(quán)利要求
一種緊固件，包括頭部，所述頭部具有頂表面和軸線；以及推進部，所述推進部由與所述頭部的軸線對中的小葉片狀凹口限定，所述凹口由設(shè)置于所述頭部的頂表面上、相對于所述頭部的軸線徑向排列并對稱布置的多個凹口槽形成，每個槽包括第一壁、第二壁以及底表面和凹口側(cè)壁，所述第一壁和第二壁具有彼此相對的部分，并具有恒定的曲率半徑，所述凹口側(cè)壁具有豎直布置并從所述頭部的頂表面延伸至所述凹口的最深點并匯合所述凹口的底表面的表面；所述底表面的另一端相繼鄰接所述第一壁、第二壁和側(cè)壁，并平滑地形成所述槽的壁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊固件，其中，所述多個槽中，每個槽的第一壁與鄰近槽的第 二壁連續(xù)且平滑地形成壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的緊固件，其中，凹口側(cè)壁的表面基本與推進頭部的頂表面 垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的緊固件，其中，凹口側(cè)壁的表面相對所述推進頭部的頂表 面逐漸變細。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的緊固件，其中，所述頭部布置成限定了所述頭部 的半徑的基本圓形形狀。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的緊固件，其中，所述頭部的頂表面基本為平的。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的緊固件，其中，所述多個槽凹口包括4個槽凹口。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的緊固件，還包括從所述凹口側(cè)壁到所述緊固件的 所述頭部的側(cè)壁的頭部與釘桿材料的比率，所述比率安排為使斷裂扭矩最大。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的緊固件，其中，所述頭部與釘桿材料的比率至少為1 1。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的緊固件，其中，所述凹口具有凹口深度，并且所 述緊固件具有頭部高度，其中，所述頭部高度小于所述凹口深度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的緊固件，其中，所述頭部高度在0.Imm與所述凹口深度的范 圍內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的緊固件，其中，所述頭部高度在0.2mm的范圍內(nèi)，且所述凹 口深度為0. 28mm。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的緊固件，其中，所述緊固件包括0.4mm到2. Omm 范圍內(nèi)的大徑，以及在0. 28mm到0. 80mm范圍內(nèi)的相應(yīng)的凹口深度。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的緊固件，其中，所述第一壁和所述第二壁為內(nèi)葉 片，并且所述凹口側(cè)壁為外葉片。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的緊固件，其中，第一和第二內(nèi)葉片壁的半徑與凹口側(cè)外葉 片壁的半徑相等。
16.一種產(chǎn)生扭矩的推進工具，用于操作根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項所述的緊固件， 所述工具包括手柄；以及具有第一端和第二端的釘桿，所述釘桿的第一端連接至所述手 柄，并且所述釘桿的第二端具有在尺寸和形狀上基本與所述緊固件頭部的所述推進部的凹 口互補的橫截面特征，以便與所述緊固件的凹口推進部匹配接合。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的推進工具，其中，所述推進工具設(shè)置成在與所述緊固件的 凹口推進部接合時具有零度推進角度。
18.—種凹口沖頭，用于制造根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項所述的緊固件，所述凹口沖 頭包括沖頭夾具；以及具有第一端和第二端的沖頭銷，所述沖頭銷的第一端具有在尺寸 和形狀上基本與所述緊固件頭部的凹口推進部互補的橫截面特征，以便將凹口沖入緊固件 的頭部，以制造所述緊固件的凹口推進部。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的凹口沖頭，其中，所述沖頭銷的第二端與所述沖頭夾具形 成一體。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的凹口沖頭，其中，所述沖頭夾具具有用于接收所述沖頭銷 的接收孔，其中，所述沖頭銷通過所述接收孔可滑動地與所述沖頭夾具接合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有凹口頭部的緊固件，其中，推進頭部具有4個小葉片狀凹口槽。各槽包括第一壁、第二壁、底表面和凹口側(cè)壁。第一壁和第二壁具有彼此相對的部分和恒定的曲率半徑，以連續(xù)且平滑地形成槽的成形壁。產(chǎn)生扭矩的推進工具限定有在尺寸和形狀上基本與緊固件的推進頭部的凹口互補的橫截面特征以便匹配接合。還限定了用于制造緊固件的凹口沖頭，并且該凹口沖頭包括沖頭夾具和與夾具一體的沖頭銷。
文檔編號B21K1/46GK101821516SQ200880023362
公開日2010年9月1日 申請日期2008年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月2日
發(fā)明者巴拉辛加姆·卡魯帕亞 申請人:聯(lián)鋼技術(shù)國際有限公司